專利名稱：一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面施膠劑的制備領(lǐng)域，特別涉及一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國現(xiàn)在己步入世界紙張生產(chǎn)和消費(fèi)大國行列，而造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)與此同時(shí)也發(fā)生了較大變化，如廢紙回用率的提高，高得率漿，草漿的應(yīng)用和高填料量的使用等，導(dǎo)致了紙張性能惡化，這些因素造成了紙頁表面強(qiáng)度和平滑度下降，以致印刷過程中出現(xiàn)掉粉掉毛現(xiàn)象。另一方面隨著印刷技術(shù)和裝備的不斷發(fā)展，印刷行業(yè)對紙張的表面強(qiáng)度、平滑度、印刷適性等要求越來越高?，F(xiàn)代的造紙技術(shù)中，表面施膠己成為紙頁表面施膠處理的主要形式，性能優(yōu)異的表面施膠劑能夠減少紙頁的掉毛掉粉現(xiàn)象和提高紙張的表面強(qiáng)度。同時(shí)有效地提高了紙張的耐折度、抗水性、抗張強(qiáng)度、挺度和平滑度，減少透氣度，改進(jìn)了印刷性能等，顯著地提高紙張的質(zhì)量檔次和使用價(jià)值。同時(shí)也為紙廠帶來眾多好處，環(huán)保問題及紙機(jī)濕端的清潔需要，將部分化學(xué)品由濕端轉(zhuǎn)移到表面添加，從而使紙機(jī)系統(tǒng)愈加清潔，這對于大型紙機(jī)的生產(chǎn)過程控制及成本節(jié)約尤為重要。又由于表面施膠中化學(xué)品的留著接近 100%，化學(xué)品表面添加可降低紙機(jī)白水的C0D，有利于白水的封閉循環(huán)。紙張表面施膠工藝的發(fā)展，也促使許多化學(xué)品公司研發(fā)生產(chǎn)能適合紙張表面施膠用的化學(xué)品。苯乙烯和丙烯酸系單體的共聚物乳液稱為苯丙乳液，具有污染小、無毒無味、適用性和通用性強(qiáng)、應(yīng)用簡便快捷和粘接強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，其性價(jià)比是當(dāng)今所有乳液中最高的，苯丙乳液型表面施膠劑是目前發(fā)展最迅速的一類。由于一般乳液聚合需要使用普通乳化劑，普通乳化劑是靠物理吸附而附著在乳膠粒表面，在許多情況下會(huì)發(fā)生解吸，從而導(dǎo)致許多缺陷。例如在高剪切力作用下，易產(chǎn)生凝膠；乳膠液的凍融穩(wěn)定性差；在通過凝膠法制備固體產(chǎn)品時(shí)，乳化劑會(huì)殘留在水相，造成環(huán)境污染；成膜時(shí)乳化劑會(huì)發(fā)生遷移；殘留的乳化劑還會(huì)造成成膜速率慢，降低膜的耐水性。 由于紙張纖維帶負(fù)電荷，多次使用的廢紙中存在很多陰離子垃圾，這樣紙張和帶負(fù)電荷或者陰離子含量高的聚合物結(jié)合不緊密。近年來，提高和完善苯丙乳液應(yīng)用性能的研究日趨活躍，研究人員曾經(jīng)采用高分子溶液或者乳液作為苯丙乳液的乳化分散劑消除了傳統(tǒng)乳化劑的部分不足，但其存在乳化性能較差，乳液粘度較大和穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。進(jìn)一步提高苯丙乳液的穩(wěn)定性、強(qiáng)度性能和抗水性能，開發(fā)和生產(chǎn)印刷性能好和強(qiáng)度性能高的文化紙是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑及其制備方法，所得的自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑能提高文化紙的抗水性能、表面強(qiáng)度和挺度，并且能改善文化紙的印刷性能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
權(quán)利要求
1.-種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑，其特征在于分子結(jié)構(gòu)為
2.一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于先由聚乙二醇、十二醇和順丁烯二酸酐反應(yīng)得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，再以過硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸十二酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨通過核殼共聚反應(yīng)制備自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑，具體包括以下步驟第一步，將過硫酸銨、亞硫酸氫鈉和去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液， 第二步，將聚乙二醇-1000和順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在80-85°C時(shí)反應(yīng) 1. 0-2. O小時(shí)，再加入十二醇于85-90°C保溫反應(yīng)2. 0-3. O小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入去離子水，升溫至50-55°C，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯和丙烯腈以質(zhì)量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46，加料時(shí)間為 1. 0-2. O 小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至60-65°C，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由丙烯酸十二酯和丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為0.5-1. O小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至70-75°C，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為0.5-1. O小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于80-85°C保溫反應(yīng)1. 0-2. O小時(shí)， 第七步，將反應(yīng)物降溫至35-40°C，用100-200目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在80°C時(shí)反應(yīng)1. 0小時(shí)，再加入1. 86克十二醇于85°C保溫反應(yīng)2. 0小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入184克去離子水，升溫至50°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克丙烯腈以質(zhì)量比30 :7:9 制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46， 加料時(shí)間為1. 0小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至60°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸十二酯和2克丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為0.5小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至70°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為0.5小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于80°C保溫反應(yīng)1. 0小時(shí)，第七步，將反應(yīng)物降溫至35°C，用100目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在81°C時(shí)反應(yīng)1. 2小時(shí)，再加入1. 86克十二醇于86°C保溫反應(yīng)2. 2小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入184克去離子水，升溫至51°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克丙烯腈以質(zhì)量比30 :7:9 制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46， 加料時(shí)間為1. 2小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至ere，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸十二酯和2克丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為0.6小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至71°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為0.6小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于8rC保溫反應(yīng)1. 2小時(shí)，第七步，將反應(yīng)物降溫至36°C，用120目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在82°C時(shí)反應(yīng)1. 4小時(shí)，再加入1. 86克十二醇于87°C保溫反應(yīng)2. 4小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入184克去離子水，升溫至52°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克丙烯腈以質(zhì)量比30 :7:9 制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46， 加料時(shí)間為1. 4小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至62°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸十二酯和2克丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為0.7小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至72°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為0.7小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于82°C保溫反應(yīng)1. 4小時(shí)，第七步，將反應(yīng)物降溫至37°C，用140目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在83°C時(shí)反應(yīng)1. 6小時(shí)，再加入1. 86克十二醇于88°C保溫反應(yīng)2. 6小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入184克去離子水，升溫至53°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克丙烯腈以質(zhì)量比30 :7:9 制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46， 加料時(shí)間為1. 6小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至63°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸十二酯和2克丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為0.8小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至73°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為0.8小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于83°C保溫反應(yīng)1. 6小時(shí)，第七步，將反應(yīng)物降溫至38°C，用160目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在84°C時(shí)反應(yīng)1. 8小時(shí)，再加入1. 86克十二醇于89°C保溫反應(yīng)2. 8小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入184克去離子水，升溫至M°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克丙烯腈以質(zhì)量比30 :7:9 制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46， 加料時(shí)間為1. 8小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至64°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸十二酯和2克丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為0.9小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至74°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為0.9小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于84°C保溫反應(yīng)1. 8小時(shí)，第七步，將反應(yīng)物降溫至39°C，用180目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質(zhì)量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在85°C時(shí)反應(yīng)2. 0小時(shí)，再加入1. 86克十二醇于90°C保溫反應(yīng)3. 0小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應(yīng)器中加入184克去離子水，升溫至55°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克丙烯腈以質(zhì)量比30 :7:9 制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184 9 46， 加料時(shí)間為2. 0小時(shí)，第四步，將反應(yīng)物升溫至65°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸十二酯和2克丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7 8，加料時(shí)間為1.0小時(shí)，第五步，將反應(yīng)物升溫至75°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7 6，加料時(shí)間為1.0小時(shí)，第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于85°C保溫反應(yīng)2. 0小時(shí)，第七步，將反應(yīng)物降溫至40°C，用200目網(wǎng)過濾，出料，得到自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑。
全文摘要
一種自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑，分子結(jié)構(gòu)為其制備方法為先由聚乙二醇、十二醇和順丁烯二酸酐反應(yīng)得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，再以過硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸十二酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨通過核殼共聚反應(yīng)制備自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑，所得的自交聯(lián)反應(yīng)型乳化劑核殼表面施膠劑能夠提高文化紙的強(qiáng)度性能、抗水性能和挺度，顯著改善紙張的耐磨性、油墨親合力、透氣性和挺度等諸多應(yīng)用性能，在印刷性上使油墨更亮、更清晰，同時(shí)較大程度地減輕了彩色印刷中串色、透印和掉毛掉粉等現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C08F220/48GK102391419SQ201110215590
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者張國運(yùn), 彭莉, 楊秀芳, 程芳玲 申請人:陜西科技大學(xué)